TUGAS AKHIR Prarancangan Pabrik Bisphenol-A dari Phenol dan Aceton Kapasitas 25.000 Ton/Tahun.

TUGAS AKHIR
HALAMAN JUDUL
PRARANCANGAN PABRIK BISPHENOL-A
DARI PHENOL DAN ACETON
KAPASITAS 25.000 TON/TAHUN

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Meraih Gelar Sarjana Teknik
Strata Satu Pada Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta

Oleh :
Prarizka Listyanto Ramadhan
D 500 100 006

Dosen Pembimbing :
Kusmiyati, S.T., M.T., Ph.D
Ir. Herry Purnama, M.T., Ph.D

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
SURAKARTA

2015

MOTTO

Rasulullah bersabda :”Tak ada yang dapat menolak takdir Allah selain
doa, dan tak ada yang dapat menambah umur selain perbuatan baik”
(Hadits Riwayat Imam Tarmidzi)

Maka demi Tuhan langit dan bumi,sungguh apa yang dijanjikan itu
pasti terjadi seperti apa yang kamu ucapkan
(QS.Adz-Dzariyat : 23)

Tunjukilah kami jalan yang lurus (Al-Fatihah ayat 6)

PERSEMBAHAN

1. Ayah, Ibu, dan adik tercinta yang tiada henti memberikan ridho dan
doa sepanjang hari. Semoga dengan selesainya penulisan ini mampu
membalas tanggung jawab yang selalu dinanti-nanti.
2. Saudari Alfatkah Gitasetiatias yang telah banyak sekali membantu

memberi masukan yang hebat dan senantiasa selalu menyemangatiku.
3. Sahabat terbaik sepanjang waktu Alip, Dapid, Anang, Jefri, Luth,
Fajar, Diki, Udin, dll.
4. Jurusan Teknik kimia tercinta yang telah membesarkan penulis.
5. Teman-teman angkatan 2010, kakak tingkat 2009, adik tingkat 2011,
2012, 2013, 2014 yang selalu mendukungku.

INTISARI
Pada era kemajuan teknologi dalam berbagai bidang pembangunan yang
berjalan pesat, maka diperlukan beberapa macam sarana dan prasarana untuk era
persaingan bebas. Salah satu prospek pembangunan masa depan adalah membangun
pabrik yang mempunyai daya saing dengan produk-produk luar negeri. Salah satunya
dengan mendirikan pabrik Bisphenol-A dengan bahan baku Phenol dan Aceton.
dengan kapasitas 25.000 ton per tahun direncanakan beroperasi selama 330 hari per
tahun.
Proses pembuatan aceton dilakukan dalam reaktor RATB (CSTR). Pada
reaktor ini reaksi berlangsung pada fase cair-cair, irreversible, eksotermis, non
adiabatis, isothermal pada suhu umpan 50C dan tekanan 1 atm. Pabrik ini
digolongkan pabrik beresiko rendah karena kondisi operasi pada tekanan atmosferis.
Kebutuhan Phenol untuk pabrik ini sebanyak 2.617,2983 kg per jam dan kebutuhan

Aceton sebanyak 807,0363 kg per jam. Produk berupa Bisphenol-A sebanyak
3.151,8308 kg per jam, dan air sebanyak 4,7349 kg per jam. Utilitas pendukung
proses meliputi penyediaan air sebesar 60.000 kg per jam yang diperoleh dari air
sungai, penyediaan saturated steam sebesar 5.784,8235 kg per jam kebutuhan udara
tekan sebesar 150 m3 per jam, kebutuhan listrik diperoleh dari PLN dan dua buah
generator set sebesar 400 kW sebagai cadangan, bahan bakar sebanyak 3,0034 liter
per jam. Pabrik ini didirikan di kawasan industri Cilegon dengan luas tanah
30.000 m2 dan jumlah karyawan 145 orang.
Pabrik Bisphenol-A ini menggunakan modal tetap sebesar Rp273.988.475.856
dan modal kerja sebesar Rp125.813.192.263 Dari analisis ekonomi terhadap pabrik
ini menunjukkan keuntungan sebelum pajak Rp121.074.731.088 per tahun setelah
dipotong pajak 30% keuntungan mencapai Rp36.322.419.326 per tahun. Percent
Return On Investment (ROI) sebelum pajak 44,190% dan setelah pajak 30,933%.
Pay Out Time (POT) sebelum pajak selama 1,845 tahun dan setelah pajak
2,443 tahun. Break Even Point (BEP) sebesar 44,562%, dan Shut Down Point (SDP)
sebesar 28,387%. Dari data analisis kelayakan di atas disimpulkan, bahwa pabrik ini
menguntungkan dan layak untuk didirikan.

vi


KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas limpahan rahmat,
taufik dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir
dengan judul “Prarancangan Pabrik Bisphenol-A dari Phenol dan Aceton
Kapasitas 25.000 Ton/Tahun”.
Tugas Prarancangan Pabrik merupakan salah satu syarat yang wajib
ditempuh untuk menyelesaikan program strata 1 di Jurusan Teknik Kimia,
Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada
pihak-pihak yang telah memberikan dukungan, bimbingan, dan bantuan hingga
terselesaikannya laporan tugas akhir ini. Adapun pihak-pihak tersebut, antara lain:
1.

Rois Fatoni, Ph.D., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia, Universitas
Muhammadiyah Surakarta

2.


Eni Budiyati, S.T., M.Eng., selaku koordinator tugas akhir

3.

Kusmiyati, S.T., M.T., Ph.D., sebagai dosen pembimbing I

4.

Ir. Herry Purnama, M.T., Ph.D., sebagai dosen pembimbing II

5.

Seluruh dosen dan staf Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Penulis menyadari adanya keterbatasan dalam penyusunan tugas akhir

ini. Besar harapan penulis akan adanya saran dan kritik yang membangun guna
kesempurnaan tugas akhir ini. Penyusun berharap semoga laporan ini bermanfaat
bagi semua pihak yang membaca.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Surakarta, 28 Juli 2015


Penulis

DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ......................................................................................

i

HALAMAN PENGESAHAN .........................................................................

ii

MOTTO ..........................................................................................................

iii

PERSEMBAHAN ...........................................................................................

iv


INTISARI .......................................................................................................

v

KATA PENGANTAR ....................................................................................

vi

DAFTAR ISI .................................................................................................. vii
DAFTAR TABEL ........................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................

ix

BAB I.

PENDAHULUAN ..........................................................................

1


1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik ...............................................

1

1.2 Kapasitas Pabrik .......................................................................

3

1.3 Lokasi Pabrik ............................................................................

5

1.4 Tinjauan Pustaka .......................................................................

8

1.4.1 Macam–macam Proses ..................................................

8


1.4.2 Kegunaan Produk .......................................................... 10
1.4.3 Sifat Fisik dan Kimia Bahan Baku dan Produk .............. 11
1.5 Tinjauan Proses Secara Umum .................................................. 15
BAB II.

DISKRIPSI PROSES ..................................................................... 15
2.1. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ......................................... 16
2.2. Konsep Proses ......................................................................... 17
2.2.1. Dasar Reaksi ................................................................. 17
2.2.2. Kondisi Operasi ............................................................ 19
2.2.3. Tinjauan Thermodinamika ............................................ 20
2.2.4. Tinjauan Kinetika .......................................................... 21
2.2.5. Langkah Proses ............................................................. 22
2.3.Diagram Alir Neraca Massa dan Neraca Panas .......................... 27
2.3.1. Neraca Massa ................................................................ 27
2.3.2. Neraca Panas ................................................................. 32

2.4.Tata Letak Pabrik dan Peralatan ................................................ 38
2.4.1. Tata Letak Pabrik .......................................................... 38
2.4.2. Tata Letak Peralatan ...................................................... 41

BAB III. SPESIFIKASI PERALATAN PROSES .......................................... 44
BAB IV. UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM ............. 87
4.1.Unit Pendukung Proses ............................................................. 87
4.1.1. Unit Penyediaan Air ...................................................... 88
4.1.2. Pengolahan Air .............................................................. 90
4.1.3. Unit Penyediaan Steam ................................................. 92
4.1.4. Unit Penyediaan Udara Tekan ........................................ 93
4.1.5. Unit Pembangkit Listrik ................................................. 93
4.1.6. Unit Penyediaan Bahan Bakar ....................................... 96
4.1.7. Penanganan Limbah ...................................................... 96
4.2. Spesifikasi Alat Proses ............................................................. 98
4.3. Laboratorium ........................................................................... 114
BAB V. MANAJEMEN PERUSAHAAN .................................................... 116
5.1. Bentuk Perusahaan ................................................................... 116
5.2. Organisasi Perusahaan ............................................................. 116
5.3. Jumlah Karyawan, Penggolongan Jabatan, dan Gaji ................. 117
5.4. Kesejahteraan Sosial ................................................................ 119
BAB VI. ANALISIS EKONOMI ................................................................... 122
6.1. Total Capital Invesment ........................................................... 127
6.2. Working Capital ...................................................................... 128

6.3. Manufacturing Cost ................................................................. 128
6.4. General Expences .................................................................... 129
6.5. Analisis Ekonomi .................................................................... 129
6.5.1. Return On Invesment ....................................................... 129
6.5.2. Break Even Point ............................................................ 130
6.5.3. Shut Down Point ............................................................. 132
6.5.4. Discounted Cash Flow .................................................... 132
DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR TABEL
Tabel 1.1.

Kebutuhan Bisphenol–A di Indonesia...........…......................

3

Tabel 1.2.

Kapasitas Pabrik BPA yang telah didirikan ...........................

4

Tabel 2.1.

Komponen yang ada di tiap arus.............................................

27

Tabel 2.2.

Neraca Massa di Reaktor-01 ..................................................

28

Tabel 2.3.

Neraca Massa di Still......... ..................................................... 28

Tabel 2.4.

Neraca Massa di Menara Distilasi-01 .................................... 29

Tabel 2.5.

Neraca Massa di Menara Distilasi-02 .................................... 29

Tabel 2.6.

Neraca Massa di Tangki Pencuci............................................

30

Tabel 2.7.

Neraca Massa di Kristalizer ...................................................

30

Table 2.8.

Neraca Massa di Centrifuge ...................................................

31

Table 2.9.

Neraca Massa di Rotary Dryer ...............................................

31

Tabel 2.10.

Neraca Massa Total ................................................................

32

Tabel 2.11.

Neraca Panas di Melt Tank ..................................................... 32

Tabel 2.12.

Neraca Panas di Vaporizer .....................................................

Tabel 2.13.

Neraca Panas di Heat Exchanger-01 ........... .......................... 33

Tabel 2.14.

Neraca Panas di Reaktor-01 ...................................................

Tabel 2.15.

Neraca Panas di Heat Excanger-02 ........................................ 34

Tabel 2.16.

Neraca Panas di Still ...............................................................

Tabel 2.17.

Neraca Panas di Menara Distilasi-01...................................... 35

Tabel 2.18.

Neraca Panas di Menara Distilasi-02 ..................................... 36

Tabel 2.19.

Neraca Panas Tangki Pencuci ................................................

36

Tabel 2.20.

Neraca Panas di Kristalizer ....................................................

37

Tabel 2.21.

Neraca Panas Rotary Dryer …................................................

37

Tabel 2.22.

Neraca Panas di Heat Excanger-03 …....................................

38

Tabel 2.23.

Perincian Luas Tanah Bangunan Pabrik ................................. 40

Tabel 4.1.

Daftar kebutuhan steam jenuh T :220 oC................................. 93

Tabel 4.2.

Kebutuhan air pendingin.......................................................... 95

Tabel 4.3.

Kebutuhan air untuk perkantoran dan pabrik........................... 95

Tabel 4.4.

Kebutuhan listrik untuk proses ................................................ 97

33

34

35

Tabel 4.5.

Konsumsi listrik untuk unit pendukung proses (utilitas) ........ 98

Tabel 5.1.

Penggolongan Karyawan......................................................... 112

Tabel 5.2.

Pembagian karyawan proses tiap shiff.................................... 113

Tabel.5.3.

Jadwal Kerja Karyawan Masing – Masing Regu.................... 114

Tabel 6.1.

Cost Index Chemical Plant Tahun 2005-2012 ....................... 118

Tabel 6.2.

Total Fixed Capital Investement ............................................ 122

Tabel 6.3.

Working Capital ..................................................................... 123

Tabel 6.4.

Manufacturing Cost ............................................................... 123

Tabel 6.5.

General Expenses ................................................................... 124

Tabel 6.6.

Fixed Cost ............................................................................. 126

Tabel 6.7.

Regulated Cost …….............................................................. 126

Tabel 6.8.

Variable Cost ………............................................................. 126

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Pohon industri Bisphenol-A..........................................................

1

Gambar 1.2. Grafik data impor Bisphenol-A .....................................................

3

Gambar 2.1. Diagram Alir Kualitatif ................................................................. 27
Gambar 2.2. Diagram Alir Kuantitatif ............................................................... 28
Gambar 2.3. Lokasi Pabrik ................................................................................ 29
Gambar 2.4. Tata Letak Pabrik .......................................................................... 43
Gambar 2.5. Tata Letak Peralatan .....................................................................

45

Gambar 4.1. Proses Pengolahan Limbah Cair ................................................. 105
Gambar 5.1. Struktur Organisasi Perusahaan ................................................... 118
Gambar 6.1. Grafik Hubungan Tahun dengan Cost index ................................ 124
Gambar 6.2. Grafik Analisa Ekonomi .............................................................. 133